LES CONTAMINATIONS SALINES DES BOUES de FORAGES
EAU SALEE (sel de mer)
S’il est assez rare de traverser des couches de sel, la rencontre avec une nappe d’eau salée, ou la nécessité de travailler à l’eau salée en bord de mer fait partie des situations que les entreprises ont à affronter, notamment en géotechnique.
Le sel agit de trois manières sur la boue de forage:
– La densité d’une eau de mer est d’approximativement 1,02. Il se crée donc une poussée du terrain vers le forage, dangereuse si le niveau statique est près du sol, la pression de nappe pouvant alors dépasser la pression hydrostatique de la colonne de boue.
Il s’ensuit des pénétrations d’eau de mer dans le forage, accompagnées d’éboulements. Le phénomène serait moins sensible à la bentonite (densité de départ 1,03) si elle n’était pas détruite par l’action du sel. Il est en revanche systématique avec des boues aux polymères.
– La pression osmotique est un phénomène physique d’échange entre l’eau salée du terrain et l’eau douce de la boue, jusqu’à ce que l’équilibre de salinité soit atteint. De l’eau salée pénètre donc dans le forage, de l’eau douce s’en échappe. Le cake ne peut pas se former.
– La dégradation physique des boues : les plaquettes de bentonite retiennent jusqu’à 10 couches de molécules d’eau par des forces électrostatiques. L’eau libre entre ces ensembles peut être mise en évidence avec une boue au repos, c’est le surnageant.
Ci-contre, à droite, une boue floculée, avec un surnageant important.
Le sel interfère avec les charges électriques présentes à la surface des feuillets de bentonite, qui retiennent alors moins de couches d’eau. La proportion d’eau libre augmente, et peut là aussi être visualisée par l’augmentation au repos du volume de surnageant.
La viscosité baisse, la boue prend un aspect floculé, le cake perd ses qualités d’étanchéité et de stabilisation des parois.
INTERVENTIONS :
On ne peut pas traiter la bentonite contre l’action du sel. La solution la plus sûre et la plus économique consiste à travailler à l’eau salée à l’aide de produits à boue adaptés.
Remplacer la bentonite par de l’attapulgite (50 à 80 Kg/M3 + 2 Kg de soude caustique, ajuster la viscosité et le gel avec 1 Kg de gomme xanthane), utiliser l’eau de mer si possible, sinon saler l’eau à 35 g/l.
Beaucoup de polymères résistent bien au sel, au prix d’une concentration plus élevée. Parfois une version spécifique est proposée par les fabricants.
Il est possible d’effectuer la conversion de la boue en cours de travail si l’approvisionnement en eau pose un problème : ajouter le produit pour eau salée à mesure que la viscosité de la boue d’origine décroit.